高考化学 氧化还原反应方程式的配平及相关计算课件 新人教版

1．氧化还原反应方程式的配平2．依据质量守恒、电子守恒、电荷守恒解决氧化还原反应中的一些计算问题。●基础知识回顾一、氧化还原反应方程式的配平1．配平依据(1)电子守恒，即得失电子数相等。(2)质量守恒，即反应前后各元素原子的个数分别相等。(3)电荷守恒，即反应前后离子所带电荷总数相等(该反应既是氧化还原反应，又是离子反应)。2．配平步骤(1)一标：正确标出反应前后价态变化元素的化合价。(2)二等：通过最小公倍数法，使化合价升降总数相等。(3)三定：确定氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物的化学计量数。(4)四平：根据原子守恒用观察法配平其他物质的化学计量数。(5)五查：检查是否符合原子守恒和得失电子相等，若为离子反应，还要符合电荷守恒。二、氧化还原反应的有关计算1．计算依据氧化剂得到的电子总数＝还原剂失去的电子总数。2．计算公式氧化剂的物质的量×变价元素原子的个数×化合价的变化值＝还原剂的物质的量×变价元素原子的个数×化合价的变化值。●自我演练1．(2009·盐城六校联考)ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂，实验室可以通过以下反应制得ClO2：2KClO3＋H2C2O4＋H2SO42ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋2H2O，下列说法正确的是()A．KClO3在反应中得到电子B．ClO2是氧化产物C．H2C2O4在反应中被还原D．1molKClO3参加反应有2mol电子转移解析：由反应方程式知：KClO3中Cl元素化合价由＋5→＋4，H2C2O4中碳元素的化合价由＋3→＋4，故KClO3得电子，是氧化剂，被还原得还原产物ClO2,1molKClO3参加反应转移1mol电子；H2C2O4是还原剂被氧化，故A项正确。答案：A2．Na2C2O4能被酸性KMnO4氧化生成二氧化碳，实验测知每生成560mL(标准状况)二氧化碳需消耗100mL0.1mol/L的KMnO4溶液，则反应后锰元素的化合价为()A．＋6B．＋4C．＋2D．无法确定解析：解决此题的关键是先确定Na2C2O4中碳元素的化合价，然后利用得失电子守恒确定KMnO4还原产物中锰元素的化合价，根据化合价代数和为零的规则，确定Na2C2O4中碳元素的化合价为＋3价，设KMnO4还原产物中锰元素的化合价为＋x，据电子守恒得：解得x＝2。答案：C3．配平下列化学方程式并填空：(1)Cl2＋NaOH——NaCl＋NaClO3＋H2O(2)KClO3＋HCl(浓)——KCl＋ClO2↑＋Cl2↑＋______答案：(1)3Cl2＋6NaOH===5NaCl＋NaClO3＋3H2O(2)2KClO3＋4HCl(浓)===2KCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O一、氧化还原反应方程式配平的方法1．常规方法：以硫与浓硝酸反应为例，说明配平的一般步骤。(1)标变价：标出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物中化合价发生变化的元素的化合价。(2)列升降(3)求相等：求元素化合价升、降数的最小公倍数，以确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的化学计量数。S：0→＋6升6×1N：＋5→＋4降1×6(4)观察化学计量数：观察两边其他物质的化学计量数，并进行检查。S＋6HNO3===H2SO4＋6NO2↑＋2H2O2．逆向法：用于自身氧化还原反应方程式的配平。先配平氧化产物和还原产物，再利用观察法配平其他物质。例如：S＋KOH——K2S＋K2SO3＋H2O列升降，求相等，确定产物的化学计量数：S：0→＋4升4×1S：0→－2降2×21和2分别是K2SO3和K2S的化学计量数，观察两边其他物质的化学计算数，并进行检查。3S＋6KOH===2K2S＋K2SO3＋3H2O3．缺项确定：一般缺项中元素的化合价不发生变化，所以可以确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计算数，再通过比较反应物与生成物，确定缺项(一般为H2O、H＋、OH－)，最后观察配平。4．零价法：用于某种物质化合价不好确定的氧化还原反应方程式的配平。配平的依据是根据化合物中各组成元素的化合价代数和等于零。具体做法是：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素化合价均为零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降值相等，最后用观察法配平其他物质的化学计量数，此法适用于元素化合价难以确定的氧化还原反应方程式的配平。【例1】(2009·北京西城模拟)已知硫酸锰(MnSO4)和过硫酸钾(K2S2O8)两种盐溶液在催化剂作用下可发生氧化还原反应，生成高锰酸钾、硫酸钾和硫酸。(1)完成反应的化学方程式。______MnSO4＋______K2S2O8＋______________KMnO4＋______K2SO4＋______H2SO4(2)此反应的还原产物是__________，当生成1mol高锰酸钾时，共有__________mol电子转移。[解析](1)根据化合价升降法可得配平的化学方程式为2MnSO4＋5K2S2O8＋8H2O2KMnO4＋4K2SO4＋8H2SO4；(2)因K2S2O8为氧化剂，其中硫元素为＋7价，反应后变为＋6价，故还原产物为K2SO4、H2SO4；共转移电子数为10e－，故当生成1mol高锰酸钾时，共有5mol电子转移。[答案](1)258H2O248(2)K2SO4、H2SO45(2009·洛阳模拟)将反应Mn2＋＋BiO＋H＋MnO＋Bi3＋＋H2O配平后，H＋的化学计量数为()A．8B．10C．14D．30解析：由得失电子守恒配平得：2Mn2＋＋5BiO＋14H＋===2MnO＋5Bi3＋＋7H2O。答案：C3434一、氧化还原反应的综合计算1．主要类型(1)求氧化剂与还原剂或氧化产物与还原产物的物质的量之比或质量比。(2)通过计算确定元素的化合价或氧化产物、还原产物的组成。(3)根据氧化还原反应的先后次序进行计算。2．基本方法——电子守恒法对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应中氧化剂得到电子总数与还原剂失去电子总数相等，即得失电子守恒。其解题的一般步骤为：(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。(3)根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。注意：①对于有多种氧化剂(或还原剂)参与的氧化还原反应，亦可根据得失电子守恒进行计算。②对于多步连续进行的氧化还原反应，只要中间各步反应过程电子没有损耗可直接找出起始反应物和最终产物，删去中间产物，建立二者之间的守恒关系，快速求解。【例2】(2009·福建联考)甲、乙两个研究小组，用以下两种方法由Cu粉制Cu(NO3)2溶液。(1)甲组用agCu粉，在加热条件下，与空气充分反应，然后将生成的CuO全部溶于适量的稀硝酸溶液中，制得Cu(NO3)2溶液，则消耗的O2的物质的量是__________mol，消耗的HNO3的物质的量是__________mol。(2)乙组用agCu粉全部溶于一定量的浓硝酸中，测得生成的气体在标准状况下体积为bL(不考虑NO2转化成N2O4)。则消耗的HNO3的物质的量是__________mol。为消除污染，将生成的气体通入水中并同时通入O2，使生成的气体完全溶于水，则消耗O2的物质的量是__________mol，若将生成的气体通入NaOH溶液中，气体被完全吸收，产物只有NaNO3、NaNO2和H2O，则生成NaNO2的物质的量是__________mol。[解析](1)由关系式Cu～CuO～O2～2HNO3得：(1)①由N原子守恒，得：耗n(HNO3)＝n(NO)＋n(NO2＋NO)②整个过程中：CuCu2＋，，根据得失电子守恒得：③由CuCu2＋，可知：n(NaNO2)＝n(Cu)＝mol[答案](1)(2)[点悟]涉及多个反应方程式的计算，尤其是选择题和填空题，学会利用关系式法解题，可以提高解题速度。氧化还原反应的有关计算经常用到电子守恒，离子反应经常用到电荷守恒、质量守恒等。(2009·河北唐山模拟)高锰酸钾和氢溴酸溶液可以发生下列反应：KMnO4＋HBrBr2＋MnBr2＋KBr＋H2O(未配平)，若消耗0.1mol氧化剂，则转移的电子为()A．0.5molB．0.4molC．0.3molD．0.2mol解析：由反应方程式可知KMnO4作为反应中的氧化剂，价态变化为，则消耗0.1mol氧化剂，转移电子数为0.5mol。答案：A